-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Schema zur Einbringung
eines Wasserzeichens in ein Informationssignal, wie z.B. ein Audiosignal.
-
Mit
zunehmender Verbreitung des Internets hat auch die Musikpiraterie
drastisch zugenommen. An vielen Stellen im Internet werden Musikstücke bzw.
allgemeine Audiosignale angeboten, um dort heruntergeladen werden
zu können.
In den allerwenigsten Fällen
werden hierbei Urheberrechte beachtet. Insbesondere wird sehr selten
die Erlaubnis des Urhebers eingeholt, sein Werk zur Verfügung zu
stellen. Noch seltener werden Gebühren an den Urheber bezahlt,
die der Preis für
ein rechtmäßiges Kopieren sind.
Darüber
hinaus findet ein unkontrolliertes Kopieren von Werken statt, was
in den allermeisten Fällen
ebenfalls ohne Berücksichtigung
von Urheberrechten geschieht.
-
Wenn
Musikstücke über das
Internet von einem Provider bzw. Anbieter für Musikstücke rechtmäßig erworben werden, erzeugt
der Provider üblicherweise
einen Header bzw. einen dem Musikstück beigefügten Datenblock, in dem Copyright-Informationen sowie
beispielsweise eine Kundennummer eingebracht sind, wobei die Kundennummer
eindeutig auf den aktuell vorliegenden Käufer hinweist. Es ist ferner
bekannt, Kopiererlaubnisinformationen in diesen Header einzufügen, welche
die verschiedensten Arten von Kopierrechten signalisieren, wie z.B.
dass das Kopieren des aktuellen Stücks vollständig untersagt ist, dass das
Kopieren des aktuellen Stücks
nur ein einziges Mal erlaubt ist, dass das Kopieren des aktuellen
Stücks
völlig
frei ist, usw. Der Kunde verfügt über einen
Decodierer oder eine Verwaltungssoftware, der bzw. die den Header
einliest und unter Beachtung der erlaubten Handlungen beispielsweise
nur eine einzige Kopie zulässt
und weitere Kopien verweigert, oder dergleichen.
-
Dieses
Konzept zur Beachtung der Urheberrechte funktioniert jedoch nur
für Kunden,
die sich legal verhalten. Illegale Kunden haben üblicherweise ein wesentliches
Potential an Kreativität,
die mit einem Header versehenen Musikstücke zu „knacken". Hier zeigt sich bereits der Nachteil
der beschriebenen Vorgehensweise zum Schutz von Urheberrechten. Ein
solcher Header kann einfach entfernt werden. Alternativ könnte ein
illegaler Benutzer auch einzelne Einträge in dem Header modifizieren,
um beispielsweise den Eintrag „Kopieren
untersagt" in einen
Eintrag „Kopieren
völlig
frei" umzuwandeln.
Denkbar ist auch der Fall, dass ein illegaler Kunde seine eigene Kundennummer
aus dem Header entfernt und dann das Musikstück auf seiner oder einer anderen
Homepage im Internet anbietet. Ab diesem Moment ist es nicht mehr
möglich,
den illegalen Kunden zu ermitteln, da er seine Kundennummer entfernt
hat.
-
Aus
der WO 97/33391 ist ein Codierverfahren zur Einbringung eines nicht
hörbaren
Datensignals in ein Audiosignal bekannt. Dabei wird das Audiosignal,
in das das nicht hörbare
Datensignal, hier Wasserzeichen genannt, eingebracht werden soll,
in den Frequenzbereich umgewandelt, um mittels eines psychoakustischen
Modells die Maskierungsschwelle des Audiosignals zu bestimmen. Das
Datensignal, das in das Audiosignal eingebracht werden soll, wird mit
einem Pseudorauschsignal moduliert, um ein frequenzmäßig gespreiztes
Datensignal zu schaffen. Das frequenzmäßig gespreizte Datensignal
wird dann mit der psychoakustischen Maskierungsschwelle gewichtet,
derart, dass die Energie des frequenzmäßig gespreizten Datensignals
immer unterhalb der Maskierungsschwelle liegt. Schließlich wird das
gewichtete Datensignal dem Audiosignal überlagert, wodurch ein Audiosignal
erzeugt wird, in das das Datensignal unhörbar eingebracht ist. Das Datensignal
kann zum einen dazu verwendet werden, dem Audiosignal Urheber Informationen
hinzuzufügen
und al ternativ kann das Datensignal zur Kennzeichnung von Audiosignalen
verwendet werden, um eventuelle Raubkopien ohne weiteres zu identifizieren,
da jeder Tonträger
beispielsweise in Form einer CompactDisk ab Werk mit einer individuellen
Kennung versehen wird.
-
Die
Einbettung eines Wasserzeichens in ein unkomprimiertes Audiosignal,
bei dem also das Audiosignal noch im Zeitbereich bzw. in der Zeitbereichsdarstellung
vorliegt, sind auch noch in C. Neubauer, J. Herre: „Digital
Watermarking and its Influence on Audio Quality", 105th AES Convention, San Francisco
1998, Preprint 4823 und in der
DE
196 40 814 beschrieben.
-
Audiosignale
liegen jedoch häufig
auch bereits als komprimierte Audiodatenströme vor, die beispielsweise
einer Verarbeitung nach einem der MPEG-Audioverfahren unterzogen
worden sind. Würde
man nun eines der vorhergehenden Wasserzeicheneinbettungsverfahren
verwenden wollen, um Musikstücke
vor der Auslieferung an einen Kunden mit einem Wasserzeichen zu
versehen, so müssten dieselben
vor der Wasserzeicheneinbringung vollständig dekomprimiert werden,
um wieder eine Folge von Zeitbereichs-Audiowerten zu erhalten. Dies
bedeutete jedoch neben einem hohen Rechenaufwand aufgrund der zusätzlichen
Decodierung vor der Wasserzeicheneinbettung auch, dass bei erneuter
Codierung die Gefahr des Auftretens von Tandem-Codiereffekten besteht,
wenn diese wasserzeichenbehafteten Audiosignale erneut codiert werden.
-
Es
sind deshalb auch Schemata zur Einbettung eines Wasserzeichens in
bereits komprimierte Audiosignale bzw. komprimierte Audiobitströme entwickelt
worden, die unter anderem den Vorteil besitzen, dass sie eine niedrigere
Rechenkomplexität
erfordern, da keine volle Decodierung des mit einem Wasserzeichen
zu versehenden Audiobitstroms erfolgen muss, d.h. also insbesondere
die Anwendung von Analyse- und Synthese-Filterbanken auf das Audiosignal
entfallen. Weitere Vorteile dieser bereits auf komprimierte Audiosignale anwendbaren
Verfahren sind die hohe Audioqualität, da das Quantisierungsgeräusch und
das Wasserzeichengeräusch
genau aufeinander abgestimmt werden können, ihre hohe Robustheit,
da das Wasserzeichen nicht durch einen nachfolgenden Audiocodierer „geschwächt" wird, und die Ermöglichung
einer geeigneten Wahl der Spreizbandparameter, so dass eine Kompatibilität zu PCM-Wasserzeichen-Verfahren
(PCM = Pulse Code Modulation = Pulscodemodulation) bzw. den an unkomprimierten
Audiosignalen arbeitenden Einbettungsschemata erzielt werden kann.
Ein Überblick über Schemata
zur Einbettung von Wasserzeichen in bereits komprimierte Audiosignale
findet sich in C. Neubauer, J. Herre: „Audio Watermarking of MPEG-2 AAC Bit Streams", 108th AES Convention,
Paris 2000, Preprint 5101 und ferner in der
DE 10129239 C1 .
-
Eine
weitere verbesserte Weise der Einbringung eines Wasserzeichens in
Audiosignale betreffen diejenigen Schemata, die die Einbettung während der
Komprimierung eines noch unkomprimierten Audiosignals vornehmen.
Einbettungsschemata dieser Art weisen unter anderem den Vorteil
einer niedrigeren Rechenkomplexität auf, da durch die Zusammenziehung
von Wasserzeicheneinbettung und Codierung bestimmte Operationen,
wie z.B. die Berechnung des Maskierungsmodells und die Überführung des
Audiosignals in den Spektralbereich, nur einmal durchgeführt werden
müssen.
Weitere Vorteile umfassen eine höhere
Audioqualität,
da das Quantisierungsgeräusch
und das Wasserzeichengeräusch genau
aufeinander abgestimmt werden können,
eine hohe Robustheit, da das Wasserzeichen nicht durch einen nachfolgenden
Audiocodierer „geschwächt" wird, und die Möglichkeit
einer geeigneten Wahl der Spreizbandparameter, um eine Kompatibilität zu dem PCM-Wasserzeichenverfahren
zu erzielen. Ein Überblick über die
komprimierte Wasserzeicheneinbettung/Codierung findet sich beispielsweise
in Siebenhaar, Frank; Neubauer, Christian; Herre, Jürgen: „Combined
Compression/Watermarking for Audio Signals", In 110th AES Convention, Amsterdam,
preprint 5344; C. Neubauer, R. Kulessa and J. Herre: „A Compatible
Family of Bitstream Wa termarking Systems for MPEG-Audio", 110th AES Convention,
Amsterdam, May 2000, Preprint 5346, und der
DE 199 47 877 .
-
Zusammenfassend
ausgedrückt
sind Wasserzeichen für
codierte und uncodierte Audiosignale in verschiedenen Varianten
bekannt. Mit Hilfe von Wasserzeichen können Zusatzdaten robust und
unhörbar
innerhalb eines Audiosignals übertragen
werden. Es existieren heutzutage wie oben gezeigt verschiedene Wasserzeicheneinbettungsverfahren,
die sich in der Domäne
der Einbettung, wie z.B. dem Zeitbereich, dem Frequenzbereich usw.,
und der Art der Einbettung, wie z.B. der Quantisierung, der Auslöschung einzelner
Werte, usw., unterscheiden. Zusammenfassende Beschreibungen existierender Verfahren
finden sich in M. van der Veen, F. Brukers et al.: „Robust,
Multi-Functional and High-Quality Audio Watermarking Technology", 110th AES Convention,
Amsterdam May 2002, Preprint 5345; Jaap Haitsma, Michiel van der
Veen, Ton Kalker and Fons Bruekers: „Audio Watermarking for Monitoring
and Copy Protection",
ACM Workshop 2000, Los Angeles, und der bereits zitierten
DE 196 40 814 .
-
Obwohl
die im Vorhergehenden kurz skizzierten Arten von Schemata zur Einbettung
eines Wasserzeichens in Audiosignalen bereits recht ausgefeilt sind,
besteht ein Nachteil darin, dass sich existierende Wasserzeichenverfahren
fast ausschließlich auf
die Aufgabe konzentriert haben, ein Wasserzeichen unhörbar mit
einer hohen Einbringungsrate und einer hohen Robustheit, d.h. mit
der Eigenschaft, dass das Wasserzeichen auch nach Signalveränderungen
verwertbar ist, in das ursprüngliche
Audiosignal einzubetten. Dabei wurde für die meisten Anwendungsgebiete
das Hauptaugenmerk auf die Robustheit gelegt. Das am weitesten verbreitete
Verfahren zur Beaufschlagung von Audiosignalen mit einem Wasserzeichen,
nämlich
die Spreizbandmodulation, wie sie beispielsweise in der im Vorhergehenden
genannten WO 97/33391 beschrieben ist, gilt als sehr robust und
sicher.
-
Aufgrund
der Popularität
und der Tatsache, dass die Prinzipien der spreizbandmodulationsbasierten
Wasserzeichenverfahren allgemein bekannt sind, besteht die Gefahr,
dass Verfahren bekannt werden, mit denen umgekehrt eine Zerstörung des Wasserzeichens
aus den mit diesem Verfahren wasserzeichenbehafteten Audiosignalen
erzielt werden kann. Aus diesem Grund ist es sehr wichtig, neue hochwertige
Verfahren zu entwickeln, die als Alternative zur Spreizbandmodulation
dienen können.
-
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht folglich darin, ein völlig neuartiges
und damit auch sichereres Schema zur Einbringung eines Wasserzeichens
in ein Informationssignal zu schaffen.
-
Diese
Aufgabe wird durch Vorrichtungen gemäß Anspruch 1 oder 22 und Verfahren
gemäß Anspruch
23 oder 24 gelöst.
-
Nach
einem erfindungsgemäßen Schema zum
Einbringen eines Wasserzeichens in ein Informationssignal wird zunächst das
Informationssignal von einer Zeitdarstellung in eine Spektral/Modulationsspektraldarstellung überführt. Das
Informationssignal wird dann in der Spektral/Modulationsspektraldarstellung
abhängig
von dem einzubringenden Wasserzeichen manipuliert, um eine modifizierte Spektral/Modulationsspektraldarstellung
zu erhalten, und anschließend
wird ein wasserzeichenbehaftetes Informationssignal basierend auf
der modifizierten Spektral/Modulationsspektraldarstellung gebildet.
-
Nach
einem erfindungsgemäßen Schema zum
Extrahieren eines Wasserzeichens aus einem wasserzeichenbehafteten
Informationssignal, wird dementsprechend das wasserzeichenbehaftete
Informationssignal von einer Zeitdarstellung in eine Spektral/Modulationsspektraldarstellung überführt, woraufhin
das Wasserzeichen basierend auf der Spektral/Modulationsspektraldarstellung
hergeleitet wird.
-
Ein
Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass dadurch,
dass gemäß der vorliegenden
Erfindung das Wasserzeichen in der Spektral/Modulationsspektraldarstellung
bzw. -Domäne eingebettet
bzw. hergeleitet wird, traditionelle Korrelationsangriffe, wie sie
bei den spreizbandmodulationsbasierten Wasserzeichenverfahren eingesetzt werden,
nicht ohne weiteres zum Ziel führen.
Hier macht sich insbesondere positiv bemerkbar, dass die Analyse
eines Signals in der Spektral/Modulationsspektral-Domäne für potentielle
Angreifer noch Neuland ist.
-
Weiterhin
birgt die erfindungsgemäße Einbettung
des Wasserzeichens in der Spektral/Modulationsspektral-Domäne bzw.
in der 2-dimensionalen Modulationsspektral/Spektral-Ebene wesentlich mehr
Variationen der Einbettungsparameter, wie z.B. an welchen „Stellen" in dieser Ebene
die Einbettung lokalisiert ist, als dies bisher der Fall war. Die
Auswahl der entsprechenden Stellen kann dabei gegebenenfalls auch
zeitvariant erfolgen.
-
Durch
Einbettung des Wasserzeichens in der Spektral/Modulationsspektral-Domäne ist es
in dem Fall eines Audiosignals als dem Informationssignal unter
Umständen
ferner möglich,
ohne die aufwendige Berechnung herkömmlicher psychoakustischer Parameter,
wie z.B. der Mithörschwelle,
eine unhörbare
Einbettung eines Wasserzeichens vorzunehmen, um somit mit geringerem
Aufwand trotzdem die Unhörbarkeit
des Wasserzeichens sicherzustellen. Die Modifikation der Modulationswerte
kann hierbei beispielsweise unter Ausnutzung von Verdeckungseffekten
im Modulationsspektralbereich durchgeführt werden.
-
Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung sind nachfolgend bezugnehmend auf die
beiliegenden Zeichnungen näher
erläutert.
Es zeigen:
-
1 ein
Blockdiagramm einer Vorrichtung zum Einbetten eines Wasserzeichens
in ein Audiosignal gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
-
2 eine
schematische Zeichnung zur Veranschaulichung der Vorrichtung nach 1 zugrunde
liegenden Überführung eines
Audiosignals in eine Frequenz/Modulationsfrequenz-Domäne;
-
3 ein
Blockdiagramm einer Vorrichtung zum Extrahieren eines durch die
Vorrichtung nach 1 eingebetteten Wasserzeichens
aus einem wasserzeichenbehafteten Audiosignal;
-
4 ein
Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Einbetten eines Wasserzeichens
in ein Audiosignal gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung; und
-
5 ein
Blockdiagramm einer Vorrichtung zum Extrahieren eines durch die
Vorrichtung nach 4 eingebetteten Wasserzeichens
aus einem wasserzeichenbehafteten Audiosignal.
-
Bezugnehmend
auf die 1–3 wird im Folgenden
ein Schema zur Einbettung eines Wasserzeichens in ein Audiosignal
beschrieben, bei dem zunächst
ein eingehendes Audiosignal bzw. ein Audioeingangssignal, das in
einem Zeitbereich bzw. einer Zeitdarstellung vorliegt, blockweise
in eine Zeit/Frequenzdarstellung und von dort aus in eine Frequenz/Modulationsfrequenzdarstellung überführt wird.
In dieser Darstellung wird dann das Wasserzeichen in das Audiosignal
eingebracht, indem abhängig
vom Wasserzeichen Modulationswerte der Frequenz/Modulationsfrequenzbereichsdarstellung
modifiziert werden. Derart modifiziert wird das Audiosignal dann
wieder zurück
in den Zeit/Frequenzbereich und von dort aus wieder in den Zeitbereich
rücküberführt.
-
Die
Wasserzeicheneinbettung nach dem Schema von 1–3 wird
durch die Vorrichtung nach 1 durchgeführt, die
im Folgenden auch als Wasserzeichen-Einbetter bezeichnet wird und
mit dem Bezugszeichen 10 angezeigt ist. Der Einbetter 10 umfasst
einen Eingang 12 zum Empfangen des Audioeingangssignals,
in welches das einzubringende Wasserzeichen eingebracht werden soll.
Das Wasserzeichen, wie z.B. eine Kundennummer, erhält der Einbetter 10 an
einem Eingang 14. Neben den Eingängen 12 und 14 umfasst
der Einbetter 10 einen Ausgang 16 zum Ausgeben
des mit dem Wasserzeichen versehenen bzw. des wasserzeichenbehafteten Ausgangssignals.
-
Intern
umfasst der Einbetter 10 eine Fensterungseinrichtung 18 und
eine erste Filterbank 20, die in Reihe hinter den Eingang 12 geschaltet
sind und dafür
zuständig
sind, das Audiosignal am Eingang 12 durch blockweise Verarbeitung
von dem Zeitbereich 22 in den Zeit/Frequenzbereich 24 zu überführen. An den
Ausgang der Filterbank 20 schließt eine Betrag/Phase-Detektionseinrichtung 26 an,
um eine Aufteilung der Zeit/Frequenzbereichsdarstellung des Audiosignals
in Betrag und Phase vorzunehmen. Eine zweite Filterbank 28 ist
mit der Detektionseinrichtung 26 verbunden, um den Betragsanteil
der Zeit/Frequenzbereichsdarstellung zu erhalten, und überführt den
Betragsanteil in die Frequenz/Modulationsfrequenzbereichsdomäne 30,
um auf diese Weise eine Frequenz/Modulationsfrequenzdarstellung des
Audiosignals 12 zu erzeugen. Die Blöcke 18, 20, 26, 28 stellen
somit einen Analyseteil des Einbetters 10 dar, der die Überführung des
Audiosignals in die Frequenz/Modulationsfrequenzdarstellung erzielt.
-
Eine
Wasserzeicheneinbettungseinrichtung 32 ist mit der zweiten
Filterbank 28 verbunden, um von derselben die Frequenz/Modulationsfrequenzdarstellung
des Audiosignals 12 zu erhalten. Ein weiterer Eingang der
Wasserzeicheneinbettungseinrichtung 32 ist mit dem Eingang 14 des
Einbetters 10 verbunden. Die Wasserzeicheneinbettungseinrichtung 32 erzeugt
eine modifizierte Frequenz/Modulationsfrequenzdarstellung.
-
Ein
Ausgang der Wasserzeicheneinbettungseinrichtung 32 ist
mit einem Eingang einer zu der zweiten Filterbank 28 inversen
Filterbank 34 verbunden, die für die Rücküberführung in den Zeit/Frequenzbereich 24 zuständig ist.
Eine Phasenverarbeitungseinrichtung 36 ist mit der Detektionseinrichtung 26 verbunden,
um den Phasenanteil der Zeit/Frequenzbereichsdarstellung 24 des
Audiosignals zu erhalten und in manipulierter Form, wie es im Folgenden
noch beschrieben wird, an eine Rekombinationseinrichtung 38 weiterzuleiten,
die darüber
hinaus mit einem Ausgang der inversen Filterbank 34 verbunden
ist, um den modifizierten Betragsanteil der Zeit/Frequenzdarstellung
des Audiosignals zu erhalten. Die Rekombinationseinrichtung 38 vereint
den durch die Phasenverarbeitung 36 modifizierten Phasenanteil
mit dem um das Wasserzeichen modifizierten Betragsanteil der Zeit/Frequenzbereichsdarstellung
des Audiosignals und gibt das Ergebnis, nämlich die Zeit/Frequenzdarstellung
des wasserzeichenbehafteten Audiosignals, an eine zu der ersten
Filterbank 20 inverse Filterbank 40 aus. Zwischen
den Ausgang der inversen Filterbank 40 und den Ausgang 16 ist
eine Fensterungseinrichtung 42 geschaltet. Der Teil aus
den Komponenten 34, 38, 40, 42 kann
als Syntheseteil des Einbetters 10 betrachtet werden, da
er dafür
verantwortlich ist, aus der modifizierten Frequenz/Modulationsfrequenzdarstellung das
wasserzeichenbehaftete Audiosignal in der Zeitdarstellung zu erzeugen.
-
Nachdem
im Vorhergehenden der Aufbau des Einbetters 10 beschrieben
worden ist, wird im Folgenden dessen Funktionsweise beschrieben.
-
Die
Einbettung beginnt mit der Überführung des
Audiosignals am Eingang 12 von der Zeitdarstellung in die
Zeit/Frequenzdarstellung durch die Einrichtungen 18 und 20,
wobei davon ausgegangen wird, dass das Audioeingangssignal am Eingang 12 in
einer mit einer vorbestimmten Abtastfrequenz abgetasteten Weise
vorliegt, nämlich
als eine Folge von Abtast- bzw. Audiowerten. Liegt das Audiosignal noch
nicht in einer solchen abgetasteten Form vor, so kann hierzu ein
entsprechender A/D-Wandler als eine Abtasteinrichtung verwendet
werden.
-
Die
Fensterungseinrichtung 18 empfängt das Audiosignal und extrahiert
aus demselben eine Folge von Blöcken
von Audiowerten. Hierzu fasst die Fensterungseinrichtung 18 jeweils
eine vorbestimmte Anzahl von aufeinander folgenden Audiowerten des
Audiosignals am Eingang 12 zu Zeitblöcken zusammen und multipliziert
bzw. fenstert diese Zeitblöcke,
die ja einen Zeitausschnitt aus dem Audiosignal 12 darstellen,
mit einer Fenster- bzw. Gewichtungsfunktion, wie z.B. einem Sinusfenster,
einem KBD-Fenster oder dergleichen. Dieser Vorgang wird als Fensterung
bezeichnet und dabei beispielsweise derart durchgeführt, dass
die einzelnen Zeitblöcke Zeitabschnitte
des Audiosignals betreffen, die sich gegenseitig überlappen,
wie z.B. um die Hälfte,
sodass jeder Audiowert zwei Zeitblöcken zugeteilt ist.
-
Der
Vorgang der Fensterung durch die Einrichtung 18 ist in 2 exemplarisch
für den
Fall des 50%-Überlapps
näher veranschaulicht. 2 veranschaulicht
mit einem Pfeil 50 die Folge von Audiowerten in ihrer zeitlichen
Abfolge ihres Eintreffens am Eingang 12. Sie stellen das
Audiosignal 12 im Zeitbereich 22 dar. Der Index
n in 2 soll einen in Pfeilrichtung zunehmenden Index
der Audiowerte bezeichnen. Mit 52 sind die Fensterfunktionen
angedeutet, die die Fensterungseinrichtung 18 auf die Zeitblöcke anwendet.
Die ersten beiden Fensterfunktionen für die ersten beiden Zeitblöcke sind
in 2 mit dem Index 2m bzw. 2m+1 überschrieben. Wie es zu erkennen
ist, überlappen
der Zeitblock 2m und der darauf folgende Zeitblock 2m+1 um die Hälfte bzw. 50%
und weisen somit jeweils die Hälfte
ihrer Audiowerte gemeinsam auf. Die von der Einrichtung 18 erzeugten
und an die Filterbank 20 weitergeleiteten Blöcke entsprechen
einer Gewichtung der zu einem Zeitblock gehörenden Audiowerte mit der Fensterfunktion 52 bzw.
einer Multiplikation zwischen denselben.
-
Die
Filterbank 20 erhält
die Zeitblöcke
bzw. Blöcke
von gefensterten Audiowerten, wie es in 2 mit Pfeilen 54 angedeutet
ist, und überführt dieselben
durch eine Zeit/Frequenz-Transformation 56 blockweise in
eine Spektraldarstellung. Dabei nimmt die Filterbank je nach Ausführung eine
vorbestimmte Zerlegung des Spektralbereiches in vorbestimmte Frequenzbänder bzw.
Spektralkomponenten vor. Die spektrale Darstellung umfasst beispielsweise frequenzmäßig nebeneinander
liegende Spektralwerte von der Frequenz Null bis zur maximalen Audiofrequenz,
die dem Audiosignal zugrunde liegt und beispielsweise 44,1 kHz beträgt. In 2 ist
exemplarisch der Fall einer Spektralzerlegung in zehn Teilbänder dargestellt.
-
Die
blockweise Überführung ist
in 2 durch eine Mehrzahl von Pfeilen 58 angedeutet.
Jeder Pfeil entspricht der Überführung eines
Zeitblockes in den Frequenzbereich. Beispielsweise wird der Zeitblock
2m in einen Block 60 von Spektralwerten 62 überführt, wie
er in 2 durch eine Spalte von Kästchen angedeutet ist. Die
Spektralwerte betreffen jeweils eine unterschiedliche Frequenzkomponente
oder ein unterschiedliches Frequenzband, wobei in 2 durch
die Achse 64 die Richtung angedeutet sein soll, entlang
der die Frequenz k verläuft.
Wie bereits erwähnt
wird vorliegend davon ausgegangen, dass lediglich zehn Spektralkomponenten vorliegen,
wobei jedoch die Anzahl lediglich veranschaulichender Natur ist
und in Wirklichkeit vermutlich höher
liegen wird.
-
Da
die Filterbank 20 pro Zeitblock einen Block 60 von
Spektralwerten 62 erzeugt, ergeben sich mit der Zeit mehrere
Folgen von Spektralwerten 62, nämlich eine pro Spektralkomponente
k bzw. Teilband k. In 2 verlaufen diese zeitlichen
Folgen in Zeilenrichtung, wie sie durch den Pfeil 66 dargestellt ist.
Der Pfeil 66 stellt somit die Zeitachse der Zeit/Frequenzdarstellung
dar, während
der Pfeil 64 die Frequenzachse dieser Darstellung repräsentiert.
Die „Abtastfrequenz" bzw. der Wiederholabstand
der Spektralwerte innerhalb der einzelnen Teilbänder entspricht der Frequenz
bzw. dem Wiederholabstand der Zeitblöcke aus dem Audiosignal. Die
Zeitblockwiederholfrequenz entspricht wiederum zwei mal der Abtastfrequenz
des Audiosignals dividiert durch die Anzahl an Audiowerten pro Zeitblock.
Der Pfeil 66 entspricht somit einer Zeitdimension insofern
als er die zeitliche Abfolge der Zeitblöcke verkörpert.
-
Wie
es zu erkennen ist, entsteht somit über eine gewisse Anzahl, hier
exemplarisch einer Anzahl von 8, von aufeinander folgenden Zeitblöcken hinweg
eine Matrix 68 von Spektralwerten 62, die eine Zeit/Frequenzbereichsdarstellung 24 des
Audiosignals über
die Zeitdauer dieser Zeitblöcke
hinweg darstellt.
-
Die
blockweise an den Zeitblöcken
durch die Filterbank 20 durchgeführte Zeit/Frequenz-Transformation 56 ist
beispielsweise eine DFT, DCT, MDCT oder dergleichen. Je nach Transformation
sind die einzelnen Spektralwerte innerhalb eines Blockes 60 in
bestimmte Teilbänder
eingeteilt. Für
jedes Teilband kann jeder Block 60 mehr als einen Spektralwert 62 aufweisen.
Insgesamt entsteht somit über
die Folge von Zeitblöcken
hinweg pro Teilband bzw. Spektralkomponente eine Folge von Spektralwerten,
die den zeitlichen Verlauf des jeweiligen Teilbandes wiedergeben
und in 2 in Zeilenrichtung 84 verlaufen.
-
Die
Filterbank 20 gibt blockweise die Blöcke 60 von Spektralwerten 62 an
die Betrags/Phasen-Detektionseinrichtung 26 weiter. Letztere
verarbeitet die komplexen Spektralwerte und gibt lediglich die Beträge derselben
an die Filterbank 28 weiter. Die Phasen der Spektralwerte 62 gibt
sie hingegen an die Phasenverarbeitungseinrichtung 36 weiter.
-
Die
Filterbank 28 verarbeitet die pro Teilband vorliegenden
Folgen 70 von Beträgen
von Spektralwerten 62 ähnlich
der Filterbank 20, nämlich
durch blockweises Transformieren dieser Folgen Block für Block
in die Spektraldarstellung bzw. die Modulationsfrequenzdarstellung,
und zwar unter Verwendung von vorzugsweise wiederum gefensterten
und sich gegenseitig überlappenden
Blöcken,
wobei die zugrundeliegenden Blöcke
aller Teilbänder
vorzugsweise zeitlich zueinander gleich ausgerichtet sind. Anders
ausgedrückt
verarbeitet die Filterbank 28 jeweils N Spektralblöcke 60 von
Spektralwertbeträgen gleichzeitig
bzw. gemeinsam. Die N Spektralblöcke 60 von
Spektralwertbeträgen
bilden eine Matrix 68 von Spektralwertbeträgen. Existieren
beispielsweise M Teilbänder,
verarbeitet die Filterbank 28 die Spektralwertbeträge in Matrizen
zu je N·M
Spektralwertbeträgen.
In 3 ist exemplarisch der Fall angenommen, dass M=N
gilt, während
in 2 exemplarisch angenommen wurde, dass N=10 und
M=8 gilt. Die Weiterleitung des Betragsanteils einer solchen Matrix 68 von
Spektralwertbeträgen 62 an
die Filterbank 28 ist in 2 durch
die Pfeile 72 angedeutet.
-
Nach
Erhalt des Betragsanteils N aufeinanderfolgender Spektralblöcke bzw.
der Matrix 68 transformiert also die Filterbank 28 – getrennt
für jedes
Teilband – die
Blöcke
von Spektralwertbeträgen der
jeweiligen Teilbänder,
also der Zeilen in der Matrix 68, von der Zeitdomäne 66 in
eine Frequenzdarstellung, wobei wie bereits erwähnt die Spektralwertbeträge zur Vermeidung
von Aliasingeffekten gefenstert sein können. Anders ausgedrückt überführt die Filterbank 28 jeden
dieser Spektralwertbetragsblöcke
aus den den zeitlichen Verlauf eines jeweiligen Teilbandes darstellenden
Folgen 70 in eine Spektraldarstellung und erzeugt somit
pro Teilband einen Block von Modulationswerten, die in 2 mit 74 angezeigt
sind. Jeder Block 74 enthält mehrere Modulationswerte,
die in 2 nicht mehr veranschaulicht sind. Jeder dieser
Modulationswerte innerhalb eines Blockes 74 ist einer unterschiedlichen
Modulationsfrequenz zugeordnet, die in 2 entlang
der Achse 76 verlaufen soll, die somit die Modulationsfrequenzachse
der Frequenz/Modulationsfrequenzdarstellung repräsentiert. Durch Anordnung der
Blöcke 74 je nach
Teilbandfrequenz entlang einer Achse 78 entsteht hierdurch
eine Matrix 80 von Modulationswerten, die eine Frequenz/Modulationsfrequenzbereichsdarstellung
des Audiosignals am Eingang 12 in dem der Matrix 68 zugeordneten
Zeitabschnitt darstellt.
-
Wie
bereits erwähnt
kann zur Vermeidung von Artefakten die Filterbank 28 oder
die Einrichtung 26 eine interne Fenstereinrichtung (nicht
gezeigt) aufweisen, die die Transformationsblöcke, also die Zeilen der Matrix 68,
von Spektralwerten pro Teilband vor ihrer jeweiligen Zeit/Modulationsfrequenz-Transformation 80 durch
die Filterbank 28 in den Modulationsfrequenzbereich 30,
um die Blöcke 74 zu
erhalten, einer Fensterung mit einer Fensterfunktion 82 unterzieht.
-
Es
wird noch einmal explizit darauf hingewiesen, dass auf die im Vorhergehenden
beschriebene Weise eine Folge von Matrizen 80 verarbeitet
werden, die sich in dem im Vorhergehenden erwähnten exemplarisch 50%-Überlapp-Fensterung – um 50% in
der Zeit überlappen.
Anders ausgedrückt
bildet die Filterbank 28 die Matrix 80 für aufeinander
folgende N Zeitblöcke
derart, dass die Matrizen 80 jeweils N Zeitblöcke betreffen,
die sich um die Hälfte überschneiden,
wie es in 2 exemplarisch durch eine gestrichelte
Fensterfunktion 84 angedeutet werden soll, die die Fensterung
für die
nächste
Matrix darstellen.
-
Die
Modulationswerte der Frequenz/Modulationsfrequenzbereichsdarstellung 30, wie
sie von der Filterbank 28 ausgegeben werden, erreichen
die Wasserzeicheneinbettungseinrichtung 32. Die Wasserzeicheneinbettungseinrichtung 32 modifiziert
nun die Modulationsmatrix 80 bzw. einzelne oder mehrere
der Modulationswerte der Modulationsmatrizen 80 des Audiosignals 12.
Die von der Einrichtung 32 vorgenommene Modifikation kann
beispielsweise durch eine multiplikative Gewichtung einzelner Modulationsfrequenz/Frequenz-Segmente des
Modulationsteilbandspektrums bzw. der Frequenz/Modulationsfrequenzbereichsdarstellung
erfolgen, d.h. durch eine Gewichtung der Modulationswerte innerhalb
eines bestimmten Bereichs des durch die Achsen 76 und 78 aufgespannten
Frequenz/Modulationsfrequenz-Raumes. Ebenso könnte die Modifikation das Setzen
einzelner Segmente bzw. Modulationswerte auf bestimmte Werte aufweisen.
-
Die
multiplikative Gewichtung bzw. die bestimmten Werte würden in
vorgegebener Weise von dem Wasserzeichen abhängen, das am Eingang 14 erhalten
wird. Dabei könnte
das Setzen einzelner Modulationswerte bzw. Segmente von Modulationswerten
auf bestimmte Werte signaladaptiv erfolgen, d.h. zusätzlich abhängig von
dem Audiosignal 12 an sich.
-
Die
einzelnen Segmente des 2-dimensionalen Modulationsteilbandspektrums
können
einerseits durch Unterteilung der akustischen Frequenzachse 78 in
Frequenzgruppen gewonnen werden, andererseits kann eine weitere
Segmentierung durch Unterteilung der Modulationsfrequenzachse 76 in
Modulationsfrequenzgruppen durchgeführt werden. In 1 ist
exemplarisch eine Segmentierung der Frequenzachse in 5 und der Modulationsfrequenzachse
in 4 Gruppen angedeutet, wodurch sich 20 Segmente ergeben. Die dunklen
Segmente zeigen exemplarisch die Stellen an, an denen die Einrichtung 32 die
Modulationsmatrix 80 modifiziert, wobei, wie im Vorhergehenden
erwähnt,
die zur Modifikation herangezogen Stellen zeitlich variieren können. Die
Stellen werden vorzusgweise derart ausgewählt, dass durch Verdeckungseffekte
die Änderungen
an dem Audiosignal in der Frequenz/Modulationsfrequenzdarstellung
nicht oder kaum hörbar
sind.
-
Nachdem
die Einrichtung 32 die Modulationsmatrix 80 modifiziert
hat, sendet dieselbe die modifizierten Modulationswerte der Modulationsmatrix 80 an
die inverse Filterbank 34 weiter. Diese überführt mittels
einer Transformation, die zu derjenigen der Filterbank 28 invers
ist, also z.B. einer IDFT, IFFT, IDCT, IMDCT oder dergleichen, die
Modulationsmatrix 80 Block-74-weise, d.h. getrennt nach
Teilband, entlang der Modulationsfrequenzachse 76 in die Zeit/Frequenzbereichsdarstellung 24 zurück, um dadurch
modifizierte Betragsanteil-Spektralwerte zu erhalten. Anders ausgedrückt transformiert
die inverse Filterbank 34 jeden einem bestimmten Teilband
zugehörigen
Block von modifizierten Modulationswerten 74 mit einer
zu der Transformation 86 inversen Transformation in eine
Folge von Betragsanteil-Spektralwerten
pro Teilband, wodurch sich nach dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel
eine Matrix von N × M
Betragsanteil-Spektralwerten ergibt.
-
Die
Betragsanteil-Spektralwerte von der inversen Filterbank 34 beziehen
sich also immer auf zweidimensionale Blöcke bzw. Matrizen aus dem Strom
von Folgen von Spektralwerten, in natürlich um das Wasserzeichen
modifizierter Form. Nach dem exemplarischen Ausführungsbeispiel überlappen
sich diese Blöcke
um 50%. Eine beispielsweise in der Einrichtung 34 vorgesehene
Einrichtung (nicht gezeigt) kompensiert nun in diesem exemplarischen 50%-Überlappungsfall
die Fensterung, indem sie die sich überlappenden rekombinierten
Spektralwerte aufeinanderfolgender, durch Rücktransformation aufeinanderfolgender
Modulationsmatrizen erhaltener Matrizen von Spektralwerten addiert.
Hierdurch entstehen aus den einzelnen Matrizen von modifizierten Spektralwerten
wieder Ströme
bzw. Folgen von modifizierten Spektralwerten, nämlich eine pro Teilband. Diese
Folgen korrespondieren lediglich mit dem Betragsanteil der unmodifizierten
Folgen 70 von Spektralwerten, wie sie von der Einrichtung 20 ausgegeben
wurden.
-
Die
Rekombinationseinrichtung 38 verknüpft die zu Teilbandströmen zusammengeführten Betragsanteil-Spektralwerte
von der inversen Filterbank 34 mit den Phasenanteilen der
Spektralwerte 62, wie sie von der Detektionseinrichtung 26 unmittelbar nach
der Transformation 56 durch die erste Fil terbank 20 abgesondert
worden sind, jedoch in einer durch die Phasenverarbeitung 36 modifizierten
Form. Und zwar modifiziert die Phasenverarbeitungseinrichtung 36 die
Phasenanteile in einer von der Wasserzeicheneinbettung durch die
Einrichtung 32 getrennten aber unter Umständen von
dieser Einbettung abhängigen
Weise derart, dass die Detektierbarkeit des Wasserzeichens im später bezugnehmend
auf 3 erläuterten
Detektor bzw. Decodersystem besser detektierbar ist oder/und die
akustische Verdeckung des Wasserzeichensignals im später am Ausgang 16 auszugebenden
wasserzeichenbehafteten Ausgangssignal und damit die Unhörbarkeit
des Wasserzeichens verbessert ist. Die Rekombination kann die Rekombinationseinrichtung 38 matrixweise
pro Matrix 68 oder kontinuierlich über die Folgen von modifizierten
Betragsanteil-Spektralwerten pro Teilband vornehmen. Die optionale
Abhängigkeit
der Manipulation des Phasenanteils der Zeit/Frequenzdarstellung
des Audiosignals am Eingang 12 von der Manipulation der
Frequenz/Modulationsfrequenzdarstellung durch die Manipulationseinrichtung 32 ist
in 1 durch einen gestrichelten Pfeil 88 veranschaulicht.
Die Rekombination wird beispielsweise durch Addieren der Phase eines
Spektralwertes auf den Phasenanteil des entsprechenden modifizierten Spektralwerts
durchgeführt,
wie er von der Filterbank 34 ausgegeben wird.
-
Auf
diese Weise erzeugt die Einrichtung 38 also Folgen von
Spektralwerten pro Teilband wie diejenige, die nach der Filterbank 20 direkt
aus dem unveränderten
Audiosignal erhalten worden ist, nämlich die Folgen 70,
jedoch in um das Wasserzeichen veränderter Form, so dass die von
der Einrichtung 38 ausgegebenen rekombinierten und bezüglich des Betragsanteils
modifizierten Spektralwerte eine Zeit/Frequenzdarstellung des wasserzeichenbehafteten
Audiosignals repräsentieren.
-
Die
inverse Filterbank 40 erhält somit wieder Folgen von
modifizierten Spektralwerten, nämlich eine
pro Teilband. Anders ausgedrückt,
erhält
die inverse Filterbank 40 pro Zyklus eine Block von modifizierten
Spektralwerten, also eine Frequenzdarstellung des wasserzeichenbehafteten
Audiosignals bezüglich
eines Zeitabschnittes desselben. Dementsprechend führt die
Filterbank 40 eine zu der Transformation 56 der
Filterbank 20 inverse Transformation an jedem solchen Block
von Spektralwerten, d.h. entlang der Frequenzachse 70 angeordneten
Spektralwerten, durch, um als Ergebnis modifizierte gefensterte
Zeitblöcke
bzw. Zeitblöcke
von gefensterten modifizierten Audiowerten zu erhalten. Die anschließende Fensterungseinrichtung 42 kompensiert
die Fensterung, wie sie durch die Fensterungseinrichtung 18 eingeführt worden
ist, indem sie innerhalb der überlappenden
Bereiche einander entsprechende Audiowerte addiert, wodurch sich
am Ausgang 16 das wasserzeichenbehaftete Ausgangssignal
in der Zeitbereichsdarstellung 22 ergibt.
-
Nachdem
im Vorhergehenden die Einbettung eines Wasserzeichens gemäß dem Ausführungsbeispiel
von 1–2 beschrieben
worden ist, wird im Folgenden bezugnehmend auf 3 eine Vorrichtung
beschrieben, die dazu geeignet ist, ein durch den Einbetter 10 erzeugtes
wasserzeichenbehaftetes Ausgangssignal erfolgreich zu analysieren, um
wieder das Wasserzeichen aus demselben zu rekonstruieren bzw. detektieren,
das ja in dem wasserzeichenbehafteten Ausgangssignal zusammen mit den
Nutzaudioinformationen für
das menschliche Gehör
vorzugsweise unhörbar
enthalten ist.
-
Der
Wasserzeichendecoder von 3, der allgemein mit 100 angezeigt
ist, umfasst einen Audiosignaleingang 112 zum Empfangen
des wasserzeichenbehafteten Audiosignals und einen Ausgang 114 zum
Ausgeben des aus dem wasserzeichenbehafteten Audiosignal extrahierten
Wasserzeichens. An den Eingang 112 schließen sich
in Reihe geschaltet und in der Reihenfolge, wie sie im Folgenden
aufgelistet sind, eine Fenstereinrichtung 118, eine Filterbank 120,
eine Betrags/Phasen-Detektionseinrichtung 126 und eine
zweite Filterbank 128 an, die in ihrer Funktion und Arbeitsweise
den Blöcken 18, 20, 26 und 28 aus
dem Einbetter 10 entsprechen.
-
Dies
bedeutet, dass das wasserzeichenbehaftete Audiosignal am Eingang 112 durch
die Fenstereinrichtung 118 und die Filterbank 120 von
dem Zeitbereich 122 in den Zeitfrequenzbereich 124 überführt wird,
von wo aus durch die Detektionseinrichtung 126 und die
zweite Filterbank 128 eine Überführung des Audiosignals am Eingang 112 in
den Frequenz/Modulationsfrequenzbereich 130 stattfindet. Das
wasserzeichenbehaftete Audiosignal wird durch die Einrichtungen 118, 120, 126 und 128 folglich
denselben Verarbeitungen unterzogen, wie sie bezüglich des ursprünglichen
Audiosignals bezugnehmend auf 2 beschrieben
worden sind. Die sich ergebenden Modulationsmatrizen entsprechen
jedoch nicht vollständig
denjenigen, wie sie in dem Einbetter 10 von der Wassereinbettungseinrichtung 32 ausgegeben
wurden, da durch die Phasenrekombinationen der Rekombinationseinrichtung 38 einige
der Modulationsanteile bezüglich
der modifizierten Modulationsmatrizen, wie sie von der Einrichtung 32 ausgegeben
werden, verändert
werden und sich somit in etwas veränderter Form im wasserzeichenbehafteten
Ausgangssignal widerspiegeln. Auch die Fensterungsrückgängigmachung
bzw. OLA verändert
die Modulationsanteile bis zur erneuten Modulationsspektralanalyse
im Dekodierer 100.
-
Eine
Wasserzeichen-Decodierungseinrichtung 132, die mit der
Filterbank 128 verbunden ist, um die Frequenz/Modulationsbereichsdarstellung des
wasserzeichenbehafteten Eingangssignals bzw. die Modulationsmatrizen
zu erhalten, ist vorgesehen, um das ursprünglich durch den Einbetter 10 eingebrachte
Wasserzeichen aus dieser Darstellung zu extrahieren und am Ausgang 114 auszugeben.
Die Extraktion wird an vorbestimmten Stellen der Modulationsmatrizen
vorgenommen, die mit denjenigen korrespondieren, die von dem Einbetter 10 zur
Einbettung verwendet worden sind. Die Übereinstimmung der Auswahl
der Stellen wird beispielsweise durch entsprechende Standardisierung
sichergestellt.
-
Gegenüber den
Modulationsmatrizen, wie sie im Einbetter 10 in der Einrichtung 32 erzeugt
wurden, bewirkte Veränderun gen
der Modulationsmatrizen, wie sie der Wasserzeichen-Decodierungseinrichtung 132 zugehen,
können
auch daher rühren, dass
das wasserzeichenbehaftete Eingangssignal zwischen seiner Erzeugung
bzw. Ausgabe am Ausgang 16 und der Detektion durch den
Detektierer 100 bzw. dem Empfang am Eingang 112 auf
irgendeine Weise verschlechtert worden ist, wie z.B. durch eine gröbere Quantisierung
der Audiowerte oder dergleichen.
-
Bevor
im Folgenden bezugnehmend auf die 4 und 5 ein
weiteres Ausführungsbeispiel für ein Schema
einer Einbettung eines Wasserzeichens in ein Audiosignal beschrieben
wird, das sich im Hinblick auf das bezugnehmend auf 1-3 beschriebene
Schema lediglich im Hinblick auf die Art und Weise der Überführung des
Audiosignals vom Zeitbereich in den Frequenz/Modulationsfrequenzbereich
unterscheidet, werden im Folgenden exemplarische Anwendungsbereiche
bzw. Möglichkeiten
beschrieben, auf welche das im Vorhergehenden beschriebene Einbettungsschema
sinnvoll eingesetzt werden kann. Die folgenden Beispiele beziehen
sich dabei exemplarisch auf Einsatzgebiete in der Rundfunküberwachung
(broadcast monitoring) und bei DRM-Systemen, wie herkömmliche
WM-Systemen (WM
= watermark = Wasserzeichen). Die im Folgenden beschriebenen Anwendungsmöglichkeiten
treffen aber natürlich
auch auf das im Folgenden noch zu beschreibende Ausführungsbeispiel
von 4 und 5 zu.
-
Einerseits
kann das im Vorhergehenden beschriebene Ausführungsbeispiel zur Einbettung
eines Wasserzeichens in ein Audiosignal zum Nachweis der Urheberschaft
eines Audiosignals verwendet werden. Bei dem ursprünglichen
Audiosignal, das am Eingang 12 eintrifft, handelt es sich
beispielsweise um ein Musikstück.
Während
der Produktion von Musikstücken
können
durch den Einbetter 10 Urheberinformationen in Form eines
Wasserzeichens in das Audiosignal eingebracht werden, wodurch das wasserzeichenbehaftete
Audiosignal am Ausgang 16 entsteht. Wenn nun ein Dritter
behauptet, Urheber des entsprechenden Musikstückes bzw. Musiktitels zu sein,
kann der Nachweis der tatsächlichen
Urheberschaft mit Hilfe des Wasserzeichens geführt werden, das aus dem wasserzeichenbehafteten
Audiosignal mittels des Detektors 100 wieder extrahiert
werden kann und ansonsten bei normalem Abspielen unhörbar ist.
-
Ein
weiterer möglicher
Einsatz oben dargestellter Wasserzeicheneinbettung besteht darin, Wasserzeichen
für die
Protokollierung des Sendeprogramms von TV- und Radiosendern zu verwenden.
Rundfunkprogramme untergliedern sich zumeist in unterschiedliche
Abschnitte, wie z.B. einzelne Musiktitel, Hörspiele, Werbespots oder dergleichen.
Der Urheber eines Audiosignals oder zumindest derjenige, der an
einem bestimmten Musiktitel oder Werbespot verdienen darf und möchte, kann
nun sein Audiosignal mit dem Einbetter 10 mit einem Wasserzeichen
versehen, und das wasserzeichenbehaftete Audiosignal dem Rundfunkbetreiber
zukommen lassen. Musiktitel oder auch Werbespots können auf
diese Weise mit einem jeweils eindeutigen Wasserzeichen beaufschlagt
werden. Zur Protokollierung des Sendeprogramms kann nun z.B. ein
Computer herangezogen werden, der das Rundfunksignal auf ein Wasserzeichen
hin untersucht und gefundene Wasserzeichen protokolliert. Anhand
der Liste des entdeckten Wasserzeichens lässt sich ohne weiteres eine
Sendeliste für
den entsprechenden Rundfunksender generieren, was die Abrechnung
bzw. Gebührenbezahlung
erleichtert.
-
Ein
weiteres Einsatzgebiet besteht darin, Wasserzeichen zur Ermittelung
illegaler Kopien zu verwenden. In dieser Hinsicht lohnt sich der
Einsatz von Wasserzeichen insbesondere für den Musikvertrieb über das
Internet. Erwirbt ein Käufer
einen Musiktitel, wird während
der Übermittlung
der Musikdaten an den Käufer
eine eindeutige Kundennummer mit Hilfe eines Wasserzeichens in die
Daten eingebettet. Das Ergebnis sind Musiktitel, in denen das Wasserzeichen
unhörbar
eingebettet ist. Wird zu einem späteren Zeitpunkt ein Musiktitel
an einer nicht genehmigten Stelle im Internet, wie z.B. einer Tauschbörse, gefunden,
kann dieses Stück
auf das Was serzeichen hin mittels eines Decodierers nach 3 untersucht
und anhand des Wasserzeichens der ursprüngliche Käufer identifiziert werden.
Der letztgenannte Einsatz könnte
auch für
die aktuellen DRM-(DRM = Digital Rights Management = Digitale-Rechte-Verwaltung)
Lösungen
eine wichtige Rolle spielen. Das Wasserzeichen in den wasserzeichenbehafteten
Audiosignalen könnte
hier als eine Art „zweite
Verteidigungslinie" dienen,
die auch dann noch Rückschlüsse auf
den ursprünglichen
Käufer zulässt, wenn
der kryptographische Schutz eines wasserzeichenbehafteten Audiosignals
bereits umgangen worden ist.
-
Weitere
Anwendungen für
Wasserzeichen sind beispielsweise in der Druckschrift Chr. Neubauer,
J. Herre, „Advanced
Watermarking and its Applications", 109th Audio
Engineering Society Convention, Los Angeles, Sept. 2000, Preprint
5176, beschrieben.
-
Im
folgenden werden ein Einbetter und ein Wasserzeichen-Decoder bezüglich eines
Ausführungsbeispiels
für ein
Einbettungsschema beschrieben, bei dem eine verglichen zu dem Ausführungsbeispiel
in 1–3 unterschiedliche Überführung des
Audiosignals vom Zeitbereich in den Frequenz/Modulationsfrequenzbereich
verwendet wird. In der nachfolgenden Beschreibung werden Elemente
in den Figuren, die zu denjenigen von 1 und 3 identisch
oder gleichbedeutend sind, mit gleichen Bezugszeichen versehen,
wie sie in 1 und 3 versehen
worden sind, wobei für
eine detailliertere Erörterung
der Funktionsweise oder Bedeutung dieser Elemente zur Vermeidung
von Wiederholungen ergänzend
auf die Beschreibung der 1–3 verwiesen
wird.
-
Der
Einbetter von 4, der allgemein mit 210 angezeigt
ist, umfasst ebenso wie der Einbetter von 1 einen
Audiosignaleingang 12, einen Wasserzeicheneingang 14 und
einen Ausgang 16 zur Ausgabe des wasserzeichenbehafteten
Audiosignals. An den Eingang 12 schließen sich die Fensterungseinrichtung 18 und
die erste Filterbank 20 an, um das Audiosignal blockweise
in Blöcke 60 von Spektralwerten 62 (2)
zu überführen, wobei
die Folge von Blöcken
von Spektralwerten, die hierdurch am Ausgang der. Filterbank 20 entsteht,
die Zeit/Frequenzbereichsdarstellung 24 des Audiosignals
darstellt. Im Unterschied zu dem Einbetter 10 von 1 werden
jedoch die komplexen Spektralwerte 62 nicht in Betrag und
Phase unterteilt, sondern die komplexen Spektralwerte werden vollständig weiterverarbeitet,
um das Audiosignal in den Frequenz/Modulationsfrequenzbereich zu überführen. Die
Folgen 70 von aufeinander folgenden Spektralwerten eines
Teilbandes werden deshalb unter Berücksichtigung von Betrag und
Phase blockweise in eine spektrale Darstellung überführt. Zuvor wird jedoch jede
Teilbandspektralwertfolge 70 noch einer Demodulation unterzogen.
Jede Folge 70, also die Abfolge von Spektralwerten, die
sich bei aufeinander folgenden Zeitblöcken durch Überführung in den Spektralbereich
für ein
bestimmtes Teilband ergeben, wird nämlich durch einen Mischer 212 mit
dem komplex Konjugierten einer Modulationsträgerkomponente multipliziert
bzw. gemischt, welche durch eine Trägerfrequenzbestimmungseinrichtung 214 aus
den Spektralwerten und insbesondere dem Phasenanteil dieser Spektralwerte
der Zeit/Frequenzbereichsdarstellung des Audiosignals ermittelt
wird. Die Einrichtungen 212 und 214 dienen dazu,
eine Kompensation dazu zu liefern, dass der Wiederholabstand der
Zeitblöcke
nicht unbedingt zu der Periodendauer der Trägerfrequenzkomponente des Audiosignals
abgestimmt ist, d.h. derjenigen hörbaren Frequenz, die im Mittel
die Trägerfrequenz
des Audiosignals darstellt. In dem Fall der Fehlabstimmung sind
aufeinander folgende Zeitblöcke
um einen unterschiedlichen Phasenversatz zu der Trägerfrequenz
des Audiosignals verschoben. Dies führt dazu, dass jeder Block 60 von
Spektralwerten, wie er von der Filterbank 20 ausgegeben
wird, je nach Phasenversatz des jeweiligen Zeitblockes zu der Trägerfrequenz
im Phasenanteil einen linearen Phasenanstieg aufweist, der auf den
zeitblockindividuellen Phasenversatz zurückzuführen ist, d.h. deren Steigung
und Achsenabschnitt von dem Phasenversatz abhängt. Da der Phasenver satz zwischen
aufeinander folgenden Zeitblöcken
zunächst
immer zunimmt, wird auch die Steigung des auf den Phasenversatz
zurückzuführenden
Phasenanstieg für
jeden Block 60 von Spektralwerten 62 größer, so
lange, bis der Phasenversatz wieder Null wird usw.
-
Die
vorhergehende Betrachtung bezog sich lediglich auf einzelne Blöcke 60 von
Spektralwerten. Aus der vorhergehenden Erörterung wird jedoch auch deutlich,
dass ein linearer Phasenanstieg auch bei Spektralwerten feststellbar
ist, die sich bei aufeinander folgenden Zeitblöcken für ein und dasselbe Teilband
ergeben, also ein Phasenanstieg entlang der Zeilen in 2 in
der Matrix 68. Auch dieser Phasenanstieg ist auf den Phasenversatz
der aufeinander folgenden Zeitblöcke
rückzuführen und
von demselben abhängig.
Insgesamt erfahren die Spektralwerte 62 in der Matrix 68 aufgrund
des Zeitversatzes der aufeinander folgenden Zeitblöcke eine
kumulative Phasenänderung,
die sich als Ebene in dem durch die Achsen 66 und 64 aufgespannten
Raum darstellt.
-
Die
Trägerfrequenzbestimmungseinrichtung 214 fittet
bzw. passt deshalb durch geeignete Verfahren, beispielsweise mit
einem kleinste-Fehlerquadrate-Algorithmus, eine Ebene in die geunwrappten
bzw. einem Phasenunwrapping bzw. einer Phasenentwicklung bzw. Phasenabschnittsaneinanderreichung unterzogenen
Phasen der Spektralwerte 62 der Matrix 68 ein,
und schließt
aufgrund dessen auf den auf den Phasenversatz der Zeitblöcke rückzuführenden Phasenanstieg
zurück,
der bei den Folgen 70 von Spektralwerten für die einzelnen
Teilbänder
innerhalb der Matrix 68 auftritt. Insgesamt ergeben sich
somit pro Teilband ein hergeleiteter Phasenanstieg, der der gesuchten
Modulationsträgerkomponente
entspricht. Diese gibt die Einrichtung 214 an den Mischer 212 weiter,
damit die jeweilige Folge 70 von Spektralwerten durch den
Mischer 212 mit der komplex Konjugierten derselben gemischt
wird, bzw. mit e-j(w*m+φ) multipliziert wird,
wobei m den bestimmten Träger
angibt, m der Index für
die Spektralwerte ist und φ einen Phasenversatz
des bestimmten Trägers
zum betrachteten Zeitausschnitt der N Zeitblöcke ist. Natürlich kann
die Trägerfrequenzbestimmungseinrichtung 214 auch
eindimensionale Einpassungen einer Geraden in die Phasenverläufe der
einzelnen Folgen 70 von Spektralwerten 62 innerhalb
der Matrizen 68 durchführen,
um die einzelnen auf den Phasenversatz der Zeitblöcke rückzuführenden
Phasenanstieg zu erhalten. Nach der Demodulation durch den Mischer 212 ist
deshalb der Phasenanteil der Spektralwerte der Matrix 68 „eingeebnet", und variiert lediglich
noch im Mittel um die Phase Null aufgrund der Gestalt des Audiosignals
selbst herum.
-
Die
so modifizierten Spektralwerte 62 gibt der Mischer 212 an
die Filterbank 28 weiter, die dieselben matrixweise (Matrix 68 in 2)
in den Frequenz/Modulationsfrequenzbereich überführt. Ähnlich wie bei dem Ausführungsbeispiel
von 1–3 wird
folglich eine Matrix von Modulationswerten erhalten, in der diesmal
jedoch sowohl Phase als auch Betrag der Zeit/Frequenbereichsdarstellung 24 berücksichtigt
worden sind. Wie bei dem Beispiel von 1 kann eine
Fensterung mit 50%-Überlappung
oder dergleichen vorgesehen sein.
-
Die
so erzeugten aufeinander folgenden Modulationsmatrizen werden einer
Wasserzeichen-Einbettungseinrichtung 216 weitergeleitet,
die an einem weiteren Eingang das Wasserzeichen 14 erhält. Die Wasserzeicheneinbettungseinrichtung 216 funktioniert
beispielsweise auf ähnliche
Weise wie die Einbettungseinrichtung 32 des Einbetters 10 von 1. Die
Einbettungsstellen innerhalb der Frequenz/Modulationsfrequenzbereichsdarstellung 30 werden
jedoch gegebenenfalls unter Verwendung von andere Verdeckungseffekte
berücksichtigenden Regeln
ausgewählt,
als dies bei der Einbettungseinrichtung 32 der Fall ist.
Die Stellen der Einbettung sollten wie auch bei der Einrichtung 32 derart
ausgewählt
sein, dass die dort modifizierten Modulationswerte sich nicht hörbar auf
das wasserzeichenbehaftete Audiosignal auswirken, wie es später am Ausgang
des Einbetters 210 ausgegeben wird.
-
Die
veränderten
Modulationswerte bzw, die veränderten
bzw. modifizierten Modulationsmatrizen werden an die inverse Filterbank 34 weitergeleitet, wodurch
sich aus den modifizierten Modulationsmatrizen Matrizen von modifizierten
Spektralwerten ergeben. Bei diesen modifizierten Spektralwerten
ist noch die Phasenkorrektur rückgängig zu
machen, die durch die Demodulation mittels des Mischers 212 herbeigeführt worden
ist. Deshalb werden die von der inversen Filterbank 34 pro
Teilband ausgegebenen Blöcke
von modifizierten Spektralwerten mittels eines Mischers 218 mit
einer Demodulationsträgerkomponente
gemischt bzw. multipliziert, die zu derjenigen komplex konjugiert
ist, die vor der Überführung in
den Frequenz/Modulationsfrequenzbereich zur Demodulation durch den
Mischer 212 für
dieses Teilband verwendet worden ist, indem also eine Multiplikation
dieser Blöcke
mit ej(w*m+φ) durchgeführt wird, wobei
wiederum w den bestimmten Träger
für das
jeweilige Teilband angibt, m der Index für die modifizierten Spektralwerte
ist und φ einen
Phasenversatz des bestimmten Trägers
zum betrachteten Zeitausschnitt der N Zeitblöcke für das jeweilige Teilband ist. Hierdurch
wird der jeweilige Modulator für
das jeweilige Teilband, der sich ja auf den Inhalt eines bestimmten
Subbandblockes bezieht bzw. nach der Blockeinteilung durch die Modulation 212, 214 angewendet
worden ist, vor der anschließenden
Blockzusammenführung
wieder invertiert.
-
Die
so erhaltenen Spektralwerte liegen noch in Form von Blöcken, nämlich zu
je einem Block von modifizierten Spektralwertblöcken pro Teilband vor und werden
gegebenenfalls noch einer OLA bzw. Zusammenfügung zur Rückgängigmachung der Fensterung
unterzogen, wie z.B. auf die bezugnehmend auf 34 von 1 beschriebene
Weise. Die so erhaltenen ungefensterten Spektralwerte stehen dann
als Ströme
von modifizierten Spektralwerten pro Teilband zur Verfügung und
stellen die Zeit/Frequenzbereichsdarstellung des wasserzei chenbehafteten
Audiosignals dar. An den Ausgang des Mischers 218 schließen sich
die inverse Filterbank 40 und die Fensterungseinrichtung 42 an,
die die Überführung der
Zeit/Frequenzbereichsdarstellung des wasserzeichenbehafteten Audiosignals
in den Zeitbereich 22 übernehmen,
wodurch sich am Ausgang 16 eine Folge von Audiowerten ergeben,
die das wasserzeichenbehaftete Audiosignal darstellen.
-
Ein
Vorteil der Vorgehensweise nach 4 bezüglich der
Vorgehensweise nach 1 besteht darin, dass dadurch,
dass Phase und Betrag zusammen zur Überführung in den Frequenz/Modulationsfrequenzbereich
verwendet werden, keine Wiedereinführung von Modulationsanteilen
bei der Rekombination von Phase und modifiziertem Betrags-Anteil hervorgerufen
wird.
-
Ein
Wasserzeichen-Decodierer, der geeignet ist, um das wasserzeichenbehaftete
Audiosignal, wie es von dem Einbetter 210 ausgegeben wird,
zu verarbeiten, um daraus das Wasserzeichen zu extrahieren, ist
in 5 gezeigt. Der Decodierer, der allgemein mit 310 angezeigt
ist, umfasst einen Eingang 312 zum Empfangen des wasserzeichenbehafteten Audiosignals
und einen Ausgang 314 zum Ausgeben des extrahierten Wasserzeichens.
An den Eingang 312 des Decodierers 310 schließen sich
in Reihe geschaltet und in der Reihenfolge, wie sie im Folgenden genannt
sind, eine Fensterungseinrichtung 318, eine Filterbank 320,
ein Mischer 412 und eine Filterbank 328 an, wobei
ein weiterer Eingang des Mischers 412 mit einem Ausgang
einer Trägerfrequenzbestimmungseinrichtung 414 verbunden
ist, die einen mit dem Ausgang der Filterbank 320 verbundenen
Eingang aufweist. Die Komponenten 318, 320, 412, 328 und 414 erfüllen den
selben Zweck und arbeiten auf die gleiche Weise wie die Komponenten 18, 20, 212, 28 und 214 des
Einbetters 210. Auf diese Weise wird das wasserzeichenbehaftete
Eingangssignal im Decodierer 310 vom Zeitbereich 322 über den
Zeitfrequenzbereich 324 in den Frequenz/Modulationsfrequenzbereich 330 überführt, wo
eine Wasserzeichen-Decodierungseinrichtung 332 die Frequenz/Modulationsfrequenzbereichsdarstellung
des wasserzeichenbehafteten Audiosignals empfängt und verarbeitet, um das
Wasserzeichen zu extrahieren und am Eingang 314 des Decodierers 310 auszugeben.
Wie im Vorhergehenden erwähnt,
unterscheiden sich die der Decodierungseinrichtung 332 im
Decodierer 310 zugeführten
Modulationsmatrizen um weniger als die der Dekodierungseinrichtung 132 zugeführten von
denen der Einbettungseinrichtung 216 zugeführten in
dem Ausführungsbeispiel
von 1–3,
da die Rekombination zwischen Phasenanteil und modifiziertem Betragsanteil
im Einbettersystem von 4 wegfällt.
-
Die
vorhergehenden Ausführungsbeispiele betrafen
folglich eine bisher nicht da gewesene Verbindung der Themenbereiche „Teilbandmodulationsspektralanalyse" und „digitales
Wasserzeichen" zu einem
Gesamtsystem zur Einbringung von Wasserzeichen mit einem Einbettersystem
auf der einen und einem Detektorsystem auf der anderen Seite. Das Einbettersystem
dient zum Einbringen des Wasserzeichens. Es besteht aus einer Teilbandmodulationsspektralanalyse,
einer Einbetterstufe, die eine Modifikation der durch die Analyse
gewonnenen Signalrepräsentation
vornimmt, und einer Synthese des Signals der modifizierten Repräsentation.
Das Detektorsystem dient umgekehrt zur Erkennung eines vorhandenen
Wasserzeichens in einem wasserzeichenbehafteten Audiosignal. Es
besteht aus einer Teilbandmodulationsspektralanalyse und einer Detektionsstufe,
die unter Verwendung der durch die Analyse gewonnenen Signalrepräsentation
das Wasserzeichen erkennt und auswertet.
-
Im
Hinblick auf die Auswahl derjenigen Stellen im Frequenz/Modulationsfrequenzbereich
bzw. derjeniger Modulationswerte im Frequenz/Modulationsfrequenzbereich,
die zur Wasserzeicheneinbettung bzw. Wasserzeichenextraktion herangezogen werden,
wird darauf hingewiesen, dass diese Auswahl nach psychoakustischen
Gesichtspunkten getroffen werden sollte, um zu gewährleisten,
dass das Wasserzeichen bei Abspielen des wasserzeichenbehafteten
Audiosginals unhörbar ist.
Zur geeigneten Auswahl können
Verdeckungseffekte im Modulationsspektralbereich ausgenutzt werden.
Hierzu sei beispielsweise auf T. Houtgast: „Frequency Selectivity in
Amplitude Modulation Detection",
J. Acoust. Soc. Am. vol. 85, No. 4, April 1989 verwiesen, welche hiermit
bezüglich
der Auswahl unhörbar
modifizierbarer Modulationswerte im Frequenz/Modulationsfrequenzbereich
unter Bezugnahme aufgenommen wird.
-
Für ein näheres Verständnis der
Modulationsspektralanalyse im allgemeinen sei noch auf folgende
Veröffentlichungen
verwiesen, die sich auf die Audiocodierung unter Verwendung einer
Modulationstransformation beziehen, und bei denen das Signal durch
eine Transformation in Frequenzbänder zerlegt
wird, anschließend
eine Zerlegung nach Betrag und Phase vorgenommen wird, und dann,
während
die Phase nicht weiterverarbeitet wird, die Beträge je Teilband über eine
Anzahl von Transformationsblöcken
in einer zweiten Transformation erneut transformiert werden. Ergebnis
ist eine Frequenzzerlegung der zeitlichen Hüllkurve des betreffenden Teilbandes
in „Modulationskoeffizienten". Diese weiterführenden
Druckschriften umfassen den Artikel M. Vinton and L. Atlas, „A Scalable
and Progressive Audio Codec," in
Proceedings of the 2001 IEEE ICASSP, May 7-11, 2001, Salt Lake City,
die US 2002/0176353A1 von Atlas et al mit dem Titel "Scalable And Perceptually
Ranked Signal Coding And Decoding", den Artikel J. Thompson and L. Atlas, "A Non-uniform Modulation
Transform for Audio Coding with Increased Time Resolution," in Proceedings of the
2003 IEEE ICASSP, April 6-10, Hong Kong, 2003, und den Artikel L.
Atlas, "Joint Acoustic
And Modulation Frequency",
Journal on Applied Signal Processing 7 EURASIP, S. 668-675, 2003.
-
Die
vorhergehenden Ausführungsbeispiele stellen
lediglich exemplarische Möglichkeiten
dar, um Audioaufnahmen mit unhörbaren
und gegen Manipulation robusten Zusatzinformationen versehen zu können, und
dabei die Wasserzeicheneinbringung im sogenannten Teilbandmodulationsspektralbereich vor zunehmen
sowie die Detektierung im Teilbandmodulationsspektralbereich vorzunehmen.
Jedoch können
verschiedene Variationen an diesen Ausführungsbeispielen vorgenommen
werden. Die im Vorhergehenden erwähnten Fensterungseinrichtungen könnten lediglich
der Blockbildung dienen, d.h. die Multiplikation bzw. Gewichtung
mit den Fensterfunktionen könnte
auch entfallen. Ferner könnte
man auch andere Fensterfunktionen als die im Vorhergehenden erwähnten Beträge von trigonometrischen Funktionen
verwenden. Auch die 50%-Blocküberlappung
könnte
entfallen oder anders ausgeführt
sein. Dementsprechend könnte
auch die Blocküberlappung
auf Seiten der Sythese andere Operationen als eine reine Addition
zusammengehörender
Audiowerte in aufeinander folgenden Zeitblöcken umfassen. Auch die Fensterungen
bei der zweiten Transformationsstufe könnten auf entsprechende Weise
variiert werden.
-
Es
wird ferner darauf hingewiesen, dass die Audiosignaleinbringung
nicht unbedingt vom Zeitbereich in die Frequenz/Modulationsfrequenzbereichsdarstellung
und von dort wieder – nach
der Modifikation – in
die Zeitbereichsdarstellung zurückführen muss.
Es wäre
ferner möglich,
dass die beiden vorhergehenden Ausführungsbeispiele dahin gehend modifiziert
werden, dass die Werte, wie sie von der Rekombinationseinrichtung 38 bzw.
dem Mischer 218 ausgegeben werden, zu einem wasserzeichenbehafteten
Audiosignal in einem Bitstrom vereinigt werden, um in einem Zeit/Frequenzbereich
vorzuliegen.
-
Ferner
könnte
die im zweiten Ausführungsbeispiel
verwendete Demodulation auch anders ausgeführt sein, z.B. durch Veränderung
der Phasenverläufe
der Spektralwertblöcke
innerhalb der Matrizen 68 durch andere Maßnahmen
als durch reine Multiplikation mit einem festen komplexen Träger.
-
In
Bezug auf die vorhergehenden Ausführungsbeispiele für mögliche Decodierer,
die bezugnehmend auf 3 und 5 erläutert worden
sind, wird darauf hingewiesen, dass auf grund der Übereinstimmung
der zwischen der Wasserzeichen-Decodierungseinrichtung
und dem Eingang angeordneten Blöcke
mit den entsprechenden aus dem zugehörigen Einbetter alle Variationsmöglichkeiten,
die im Hinblick auf den Einbetter in Bezug auf diese Einrichtungen
beschrieben wurden, auf dieselbe Weise auf die Wasserzeichen-Decodierer
von 3 und 5 zutreffen.
-
Es
wird noch darauf hingewiesen, dass sich vorhergehenden Ausführungsbeispiele
zwar ausschließlich
auf die Wasserzeicheneinbettung in Hinblick auf Audiosignale bezog,
dass das vorliegende Wasserzeicheneinbettungsschema aber auch auf andere
Informationssignale anwendbar ist, wie z.B. auf Steuersignale, Messsignale,
Videosignale oder dergleichen, um dieselben beispielsweise auf ihre Authentizität zu überprüfen. In
all diesen Fällen
ist es durch das vorliegend vorgeschlagene Schema möglich, die
Einbettung von Informationen derart vorzunehmen, dass sie die üblichen
Nutzung des Informationssignals in der wasserzeichenbehafteten Form nicht
beeinträchtigt,
wie z.B. die Analyse des Messergebnisse oder den optischen Eindruck
des Videos oder dergleichen, weshalb auch in diesen Fällen die einzubettenden
Zusatzdaten als Wasserzeichen bezeichnet werden.
-
Insbesondere
wird darauf hingewiesen, dass abhängig von den Gegebenheiten
das erfindungsgemäße Schema
auch in Software implementiert sein kann. Die Implementation kann
auf einem digitalen Speichermedium, insbesondere einer Diskette
oder einer CD mit elektronisch auslesbaren Steuersignalen erfolgen,
die so mit einem programmierbaren Computersystem zusammenwirken
können,
dass das entsprechende Verfahren ausgeführt wird. Allgemein besteht
die Erfindung somit auch in einem Computerprogrammprodukt mit auf
einem maschinenlesbaren Träger
gespeicherten Programmcode zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wenn
das Computerprogrammprodukt auf einem Rechner abläuft. In
anderen Worten ausgedrückt kann
die Erfindung somit als ein Computerprogramm mit einem Programmcode
zur Durchführung
des Verfahrens rea lisiert werden, wenn das Computerprogramm auf
einem Computer abläuft.